脑功能研究是人类认知科学的重要科学挑战,也是脑病精准诊疗的核心临床依据。触觉脑功能空间映射拓扑是脑科学研究的主要方向之一,然而目前手触觉感知空间映射拓扑图难以区分手指节所对应的空间映射区域,其原因在于现有触觉刺激系统缺乏对手指触觉感知的针对性刺激,因此难以激发手指指节对压力触觉感知所对应的脑活动,使手指触觉脑功能活动的研究困难重重。本文旨在研究手指节的压力触觉感知脑功能空间映射特性,通过开发一种新型功能磁共振成像(fMRI)兼容的通用触觉刺激系统,能够产生定量精确可控的空气射流,用于在fMRI中激发不同指节的压力触觉感知脑活动,通过fMRI实验发现了食指和中指的空间映射为交叉的现象。首先,为了保证刺激系统的核磁兼容性要求,对手指触觉刺激系统进行总体设计,确定了将控制与驱动系统置于核磁室外的方案。然后,结合触觉刺激系统的工作原理以及功能需要,对刺激调节器进行结构设计,完成了控制系统的整体架构与软硬件设计。系统确定了以STM32F103为核心,通过DAC8562模块输出模拟信号进行压力控制,并通过多通道控制模块实现多通道输出控制的方案。在软件设计上,制订了软件总体架构,完成了系统软件层级设计,包括用户层接口与执行层通信等部分,最后完成核磁兼容手指触觉刺激系统的物理样机研制。随后,对系统进行性能测试与手指触觉感知实验研究。系统性能测试包括刺激力特性测试与核磁共振兼容性测试。测试结果表明:系统具有MRI兼容性且安全有效。对手指触觉感知实验研究包括手指触觉感知研究与fMRI实验研究。其中,手指触觉感知研究用于确定实验的刺激频率,fMRI实验研究用于研究实验范式与设计空间映射实验。本课题招募了7名受试者,实验在3T fMRI条件下采用交替组块“Block”范式给右手食指和中指呈现触觉刺激。最后,本文基于Brain Voyager QX软件对采集的图像数据进行预处理,包括图像格式转换及数据筛选、时间层以及头动校正、空间配准、图像分割、空间标准化等步骤。随后采用一般线性模型(General Linear Model)对功能像数据进行建模分析,通过手指节区域映射定位与手指节空间映射特性分析发现在初级感觉皮质中(S1)有效区分出了食指和中指手指尖与手指根所对应的映射区域,从而得到了空间定位映射图,发现其空间映射具有交叉性。本研究在理论上能够解决手指触觉感知的脑功能空间映射问题,为手触觉感知脑功能拓扑图的研究提供先行探索。在未来,能够应用于疾病诊疗与手术规划,同时推动基于触觉感知的人工智能技术的发展。